题目内容
[化学-选修化学与技术]请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k= （要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用．精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是 （填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．
①图中X、Y分别是 、 （填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小 ；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极： ，负极： ；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处） 、 ．
【答案】分析：（1）根据电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，即可得到k=
=
，以此计算；
（2）抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系：③①②；
（3）本题突破口在于B燃料电池这边，通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2；再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的X必然为Cl2；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2+4e-+2H2O=4OH-可知NaOH浓度增大．
解答：解：（1）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，则理论上k=
=
=1：1.13或0.89，
故答案为：
=
=1：1.13或0.89；
（2）应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故答案为：③①②；
（3）①通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2，则电解池左边应为阳极，生成Cl2，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大，
故答案为：Cl2；H2；a%小于b%；
②燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，
故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O；
③据装置特点及反应过程可知，这样设计的优点是燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗等，
故答案为：燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度．
点评：本题前半部分基本就是氯碱工艺的再现，但后半部把原电池、电解的相关知识巧妙地融合在一起，使试题表现出了较好的创意，学习中要把氯碱工业的流程及教材电解饱和食盐水实验涉及到的各个知识点要理顺、理细，如饱和食盐水的精制、电解时的现象、电极产物检验、物质计算、电极反应式及电解反应的化学方程式书写等知识要清晰才行，避免一带而过、简单处理．
2NaOH+H2↑+Cl2↑，即可得到k==，以此计算；（2）抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系：③①②；
（3）本题突破口在于B燃料电池这边，通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2；再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的X必然为Cl2；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2+4e-+2H2O=4OH-可知NaOH浓度增大．
解答：解：（1）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，则理论上k===1：1.13或0.89，故答案为：
==1：1.13或0.89；（2）应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故答案为：③①②；
（3）①通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2，则电解池左边应为阳极，生成Cl2，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大，
故答案为：Cl2；H2；a%小于b%；
②燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，
故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O；
③据装置特点及反应过程可知，这样设计的优点是燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗等，
故答案为：燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度．
点评：本题前半部分基本就是氯碱工艺的再现，但后半部把原电池、电解的相关知识巧妙地融合在一起，使试题表现出了较好的创意，学习中要把氯碱工业的流程及教材电解饱和食盐水实验涉及到的各个知识点要理顺、理细，如饱和食盐水的精制、电解时的现象、电极产物检验、物质计算、电极反应式及电解反应的化学方程式书写等知识要清晰才行，避免一带而过、简单处理．
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【化学--选修化学与技术】
下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图．
请回答下列问题：
（1）请列举一种海水淡化的方法 ．；
（2）工业上常用离子交换膜电解槽生产NaOH，电解过程中大量通过离子交换膜的离子是 ，NaOH在电解槽的 室生成，由饱和食盐水制取NaOH的化学方程式为 ；
（3）侯氏制碱法中首先向饱和食盐水中通入CO2和NH3制得NaHCO3，先通入
（填化学式），理由是 ．再由NaHCO3制得纯碱，化学方程式为 ．
（4）镁是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取．已知有关物质的熔沸点数据如下：
结合表中数据和实际生产情况说明，工业上生产镁采用电解MgCl2而不是电解MgO的理由 ．
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（1）请列举一种海水淡化的方法
（2）工业上常用离子交换膜电解槽生产NaOH，电解过程中大量通过离子交换膜的离子是
（3）侯氏制碱法中首先向饱和食盐水中通入CO2和NH3制得NaHCO3，先通入
（填化学式），理由是
（4）镁是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取．已知有关物质的熔沸点数据如下：
| MgO | MgCl2 | |
| 熔点/℃ | 2852 | 714 |
| 沸点/℃ | 3600 | 1412 |